Пивоваров Виктор Федорович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, академик Россельхозакадемии, зав. отделом экологии, директор ВНИИССОК Кононков Петр Федорович, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, зав. лабораторией интродукции и семеноведения ВНИИССОК Гинс Мурат Сабирович, доктор биологических наук, профессор, зав. отделом физиологии и биохимии растений ВНИИССОК "Новые сорта овощных культур селекции ВНИИССОК - источник создания функциональных продуктов питания"
Овощные, плодовые и ягодные растения являются основным и самым доступным источником антиоксидантов для населения страны Овощные, плодовые и ягодные растения являются основным и самым доступным источником антиоксидантов для населения страны
Во ВНИИССОК совместно с другими научными учреждениями разрабатывается и развивается новое направление в овощеводстве и плодоводстве – селекция и интродукция овощных, плодовых и ягодных культур с высокоэффективной антиоксидантной системой для использования в селекции и в качестве растительного воспроизводимого сырья при создании функциональных пищевых продуктов
С использованием генетических источников созданных на основе фундаментальных разработок, получена серия сортов и гетерозисных гибридов овощных культур: более 800 сортов и гибридов по 119 культурам, 532 из которых включены в Госреестр селекционных достижений РФ на 2013 год
Наши сорта и гибриды имеют мировую значимость, апробированы и выращиваются в целом ряде зарубежных стран и стран СНГ. Некоторые из них созданы совместно с зарубежными коллегами КультураСорт или гибридСтрана ЧеснокЗубренокР.Беларусь МорковьF1 ДарунокУкраина Польша ОгурецМамби 2, Атуэй, ВодолейКуба Горох овощной, фасольВиола, Секунда, Рант и др.Венгрия, Болгария, Р. Куба Капуста б/кПодарок 2500, Июньская и др. Чехия, Германия, Р. Вьетнам ТоматАракел, Ахтанак, Лия, F1 Светлана Армения Перец сладкийF1 Изабелла, F1 Очарование, F1 Мулат и др. Китай ДайконМосковский богатырьЯпония Репа салатнаяСапфир, Лира, Лобо краснаяЯпония Лук порейАсгеосАзербайджан Мелисса лек.ДозяУзбекистан Артишок кол.КрасавецУзбекистан Майоран садовыйТерМосУзбекистан Шпинат Петрушка Стоик, Жирнолистный Бриз Узбекистан, Япония Узбекистан
Разработана комплексная система анализа качественного и количественного состава фенольных соединений позволяет оценить и отобрать исходные формы и доноры овощных культур с высоким содержанием биологически активных соединений и эффективной системой антиоксидантной защиты живого организма для селекции и создания функциональных продуктов питания.
фр. Фракции ФСЧисло бензоль ных колец Углеродный скелет Основные фенольные соединения 1Простые ФС и окси- бензойные кислоты одноС 6 С 6 -С 1 С 6 -С 2 Простые фенолы (окси, ди, триоксибензолы) фенолокислоты 2Оксикоричные кислоты и их эфиры одноС 6 -С 3 Оксикоричные кислоты и их сложные эфиры, гликозиды (фенилпропановая группа) 3Сумма флавоноидов дваС 6 -С 3 -С 6 Антоцианы (пеларгонидин, цианидин, дельфинидин, мальвидин, петунидин), микоантоцианы, проантоцианидины, флавоны и флавонолы 4Конденсированн ые и полимерные ФС n-число(С 6 -С 3 -С 6 ) n С 6 -С 3 -С 3 -С 6 Конденсированные дубильные вещества, полимеры флавоноидов, лигнаны и лигнины Таблица 1. Состав фенольных соединений (ФС) во фракциях, выделенных из пищевых растений
Оценено содержание и соотношение 4 групп фенольных соединений у более 70 образцов овощных культур – сортов и гибридов (в основном селекции ВНИИССОК) и лекарственных растений. Выделены образцы с высоким содержанием кверцетина, рутина и оксикоричных кислот
Сорта и гибриды капусты белокочанной селекции ВНИИССОК с повышенным содержанием антиоксидантов Парус
Слава 1305 Подарок 2500 Созданные сорта и гибриды белокочанной капусты, благодаря высокой сахаристости и небольшому содержанию клетчатки (0,3-0,5 %), обладают лучшими вкусовыми и засолочными качествами, в отличии от зарубежных аналогов.
Сорт Сумма полифенолов (ПФ) (±0,11) Простые ПФ и фенолкарбоновые кислоты Сумма флавоноидов (±0,11) Конденсированные и полимерные ПФ (±0,11) Простые ПФ и оксибензойные кислоты (±0,05) Оксикоричные кислоты и их эфиры (±0,11) Внешние (темно-зеленые листья) Номер первый Грибовский 147 5,080,530,173,440,94 Стахановка 15134,800,420,193,280,91 Светло-зеленые листья Номер первый Грибовский 147 4,190,330,122,211,53 Стахановка 15134,570,340,092,571,57 Внутренние листья кочана Номер первый Грибовский 147 2,720,240,050,711,72 Стахановка 15133,020,270,011,041,70 Таблица 4. Фракционный состав и содержание фенольных соединений в листьях капусты белокочанной селекции ВНИИССОК (% на абсолютно сухую массу).
СортДифенилпропаноиды Кверцетин гликозидов Кемпферол гликозидов Кемпферол/ кверцетин Внешние (темно-зеленые листья) Номер первый Грибовский 147 1,311,721,31 Стахановка 15131,401,511,08 Светло-зеленые листья Номер первый Грибовский 147 1,050,91087 Стахановка 15131,070,960,90 Внутренние листья кочана Номер первый Грибовский 147 0,510,120,23 Стахановка 15130,710,200,28 Таблица 5. Содержание флавоноидов в листьях капустных культур
капуста брокколи Brassica oleracea var cymosa Duch сорта Тонус
Орган растения Общая сумма ФС Простые ФС и оксибензойные кислоты Оксикоричн ые кислоты Флавоноид ы Конденсирова нные и полимерные ФС листья4,330,710,142,940,54 соцветия с бутонами 3,350,300,142,140,77 цветки2,520,520,051,400,55 Таблица 6. Фракционный состав и содержание фенольных соединений в листьях, соцветиях с бутонами и цветках капусты брокколи Brassica oleracea var cymosa Duch сорта Тонус
Содержание органической и минеральных (растворимой и полимерной ) форм кремния в листьях и соцветии капусты брокколи Brassica oleracea var. Cymosa Duch, стандарт – Тимьян Thymus marschallian
Сигма Золотничок Сорта лука репчатого селекции ВНИИССОК Альба Черный принц
Таблица 7. Характеристика новых сортов лука селекции ВНИИССОК
Состав флавоноидов и антоцианов в луковицах новых сортов репчатого лука (% на абс. сухую массу) Фракционный состав полифенолов луковиц новых сортов репчатого лука (% на абс. сухую массу)
Сорта перца сладкого для открытого грунта Сластена Казачок ВНИИССОК
Сорт Стадия развития плода Общая сумма ПФ Простые ПФ и фенолкарбоновые кислоты Дифенилпро паноиды Конденсир ованные и полимерн ые ПФ Простые ПФ и оксибензойны е кислоты Фенил- пропаноиды (оксикоричны е кислоты и их эфиры) флавоноиды 127ТСП3,170,340,091,900,84 127БСП3,420,510,041,751,12 189ТСП3,150,350,091,920,79 189БСП3,460,510,071,741,14 180ТСП3,380,510,051,701,12 180БСП3,420,530,051,741,10 Фракционный состав полифенолов (ПФ) в образцах перца (% на абс. сухую массу). Фракционный состав полифенолов (ПФ) в образцах перца (% на абс. сухую массу).
Влияние обогащения селеном плодов сладкого перца на антиоксидантную активность порошка
В результате проведенных исследований показан защитный профилактический эффект порошка перца сладкого и порошка перца обогащенного селеном. В результате проведенных исследований показан защитный профилактический эффект порошка перца сладкого и порошка перца обогащенного селеном. У мышей с перевивной опухолью карциномы Эрлиха отмечена приостановка роста опухоли. У мышей с перевивной опухолью карциномы Эрлиха отмечена приостановка роста опухоли.
Выделен источник высокого содержания ликопина сорт Чаровница красная. Созданы линии томата для открытого грунта с высоким содержанием сухого вещества, простых сахаров, ликопина и др. БАВ.
северные границы старых сортов северные границы новых сортов Продвижение культуры томата и перца сладкого на север
Свекла столовая Любава Морковь столовая Ария Орган растения ФС Простые ФС и фенол- карбоновые кислоты (±0,05) Оксикоричные кислоты и их эфиры Флавон оиды (±0,11) Конденсиро- ванные и полимерные ФС (±0,11) Морковь3,700,320,140,902,34 Свекла3,460,430,100,342,59
Современные сорта и гибриды тыквы - Крокус F1 и Зорька, Улыбка, Премьера, содержащие до 25,0 мг% каротина, не имеют аналогов в мире. Общая зольность9,50 Si (органический)0,45 Si (растворимый)0,25 Si (полимерный)0,55 Сумма фенольных соединений (ФС) 4,75 Простые ФС и оксибензойные кислоты 0,35 Конденсированные ФС3,14 Липиды2,80 Белок (по Лоури)16,50 Сумма свободных аминокислот0,55 Сумма свободных сахаров1,75 Общий пектин3,90 Клетчатка31,45
ВНИИССОК Антонник Петровский Настоящим прорывом в селекции является создание нового поколения сортов озимого чеснока, обладающих высокой зимостойкостью и лежкостью чеснока и характеризующихся высоким содержанием БАВ и АО (в т.ч. органогенного селена, витамина С и другими нутриентами).
Наряду с селекцией традиционных овощных культур (капуста, лук, чеснок, морковь, тыква, перец, томат и др.), проводится поиск новых растений, являющихся источником биологически активных веществ, их интродукция и селекция
Интродукция играет важную роль в решении проблемы расширения ассортимента выращиваемых овощных культур. Благодаря интродукции открывается решение ряда важнейших проблем и направлений в селекции овощных растений: -расширение генетического разнообразия возделываемых овощных культур; -изыскание новых источников пищевого белка; -поиск растений для лечебного питания, например, овощных культур с повышенным содержанием БАВ, АО и микронутриентов, способствующих укреплению иммунной системы человека: -поиск растений, обладающих способностью в меньшей степени накапливать тяжелые металлы и радионуклиды в условиях экологического загрязнения окружающей среды, растений -фитосанитаров и т.д.
Разрабатываются технологии возделывания новых культур и способов выделения биологически активных веществ и в итоге созданы новые сорта и гибриды и на их основе функциональные пищевые продукты и биологически активные добавки к пище, способствующие пищевой биобезопасности населения России.
Клубеньк и 3,870,550,110,442,77 Орган растения ФС Простые ФС и фенол- карбоновые кислоты (±0,05) Оксико- ричные кислоты и их эфиры Флавон оиды (±0,11) Конденсиро ванные и полимерные ФС (±0,11) Стахис Ракушка Созданный сорт стахиса Ракушка характеризуется повышенным содержанием стахиозы, селена, подтверждена его высокая эффективность при лечении бронхиальной астмы, сахарного диабета, язвы желудка, гипертонии, онкологических заболеваний.
В процессе селекции в водяном крессе сорта Подмосковный более чем в 2 раза повышено содержание йода, аскорбиновой кислоты (витамина С) до мг %, 4,2-7,6 мг % каротина, калия 439, кальция 139, железа 1,18 мг%.
Амарант овощной сорт Валентина селекции ВНИИССОК Амарант (Amaranthus tricolor L.) сорт Валентина: Растение высотой см., среднераннего срока созревания. Насыщенно красного цвета. Цветение наступает на сутки. Листья богаты витаминами С, Е, каротином, минеральными веществами – калием, кальцием, фосфором, а также магнием, железом. Содержат ценные биологически активные соединения – пигменты бетацианины, а именно пигмент красно- фиолетового цвета – амарантин. Сорт рекомендуется для использования в качестве салатной культуры, в кулинарии, а также как источник сырья для получения натурального пищевого красно-фиолетового красителя.
Рис.1. Разделение ампликонов геномной ДНК Amaranthus spp. с микросателлитным праймером UBC 846 на приборе 2100 Bioanalyzer (Agilent). Сорта: 1 – Кизлярец, 2 – Крепыш, 3 – Зеленая сосулька, 4 – Сэм, 5 – Ультра (1), 6 – Валентина, 7 – Жемчужина, 8 – Рубин, 9 – Чародей, 10 – Прелюдия, 11 – Ультра(2); 12 – отрицательный контроль; L – стандарт длины фрагментов 3. Характеристика спектров ампликонов сортов Amaranthus spp., полученных с помощью RAPD и ISSR праймеров
Рис.2. Консенсусная RAPD+ISSR дендрограмма дендрограмма, отражающая степень генетического сходства/различия между сортами Amaranthus spp, полученная на основании 160 маркеров, сгенерированных праймерами OPA20, OPA16, OPA18, OPE-14, OPD-07 и OPB-03, UBC-846, ISSCR-4 и UBC 857. Значения Bootstrap указаны над соответствующей ветвью (%) Для картирования геномов и выявления генов хозяйственно ценных признаков, идентификации и паспортизации сортов широко используются молекулярные методы
Валентина Общая сумма фенольных соединений в листьях 5,47%
Производственные посевы амаранта
Рис. Изменение гранулометрического состава твердой фазы изделий с/без добавления красителя «Амфикра». По оси ординат объемная доля частиц твердой фазы изделий, %
Таблица 15. Результаты исследования зефира по органолептическим показателям Наименование показателяХарактеристики Образец 1Образец 2 Вкус и запах выраженные, приятные, сладкий вкус, со специфическим привкусом амаранта, без посторонних запахов выраженные, приятные, сладкий вкус, со слабым спиртовым привкусом Цвет крем-брюле, однотонный Консистенция мягкая, легко поддающаяся разламыванию слегка затяжистая Структура равномерная, мелкопористая, без раковин равномерная, мелкопористая Форма куполообразнаякуполообразная, слегка подсевшая Поверхность сухая, с нежной тонкокристаллической корочкой, без грубого затвердевания на боковых гранях и выделения сиропа
Продукция из амаранта
На основе листовой биомассы амаранта сорта Валентина (селекции ВНИИССОК), создан полифункциональный продукт - биологически активная добавка к пище «Фиточай» Амарантил», в двух граммах продукта содержащая суточную дозу гидрооксикоричных кислот, биофлавоноидов, в том числе дигидрокверцетина, кверцетина и рутина - 60% от суточного потребления с пищей в составе суточного рациона. Показано, что биологически активная добавка к пище «Фиточай» Амарантил» выполняет защитные функции в организме человека, осуществляя комплексное воздействие на систему: организм человека - микрофлора желудочно-кишечного тракта, при этом происходит биохимическая коррекция дисбактериоза и укрепление иммунной системы, а также в качестве противоопухолевого средства, Оформлена и получена следующая научно-техническая документация, необходимая для открытия производства БАД к пище Фито-чай «Амарантил» 1. Получена разрешительная документация, выданная Минздравом РФ на производство биологически активной добавки к пище фито-чай «Амарантил» для реализации в специальных магазинах и аптеках. 2.Свидетельство о государственной регистрации ЗУ Санитарно-эпидемиологическое заключение на производство БАД М Санитарно-эпидемиологическое заключение на соответствие требований в проектной документации гигиеническим требованиям безопасности Т
Рис. Влияние водного экстракта амаранта (ВЭА) на рост лимфомы и противоопухолевую активность циклофосфамида (ЦФ).
Концентрат поликомпонентный плодовый 1 на основе экстракта листа амаранта сорта Валентина ТУ (состав концентрата: биологически активная добавка к пище «Фиточай «Амарантил», свежие ягоды черной смородины, вегетативная часть кустарника черной смородины, вода питьевая, сахар- песок). Концентрат Валентина - 5,48 мг.экв. галловой кислоты/г; 6,94 мг.экв. галловой кислоты/мл. Напиток Валентина из концентрата – 5,48 мг.экв. галловой кислоты/г * 25 г =137 мг.экв. галловой кислоты/л. Напиток Байкал (образец ГНУ ВНИИПБиВП Росельхозакадемии) натуральный, содержащий набор лекарственных трав – 150 мг.экв. галловой кислоты/л. Натуральный напиток, разработанный ГНУ ВНИИПБиВП Росельхозакадемии: напиток Исинди (1 мл) - 59 мг.экв. галловой кислоты/л. Напиток «Экстра-ситро» (1 мл) - 57 мг.экв. галловой кислоты/л.
Якон Показана перспективность применения порошкообразного полуфабриката из корнеклубней якона, разработанного во ВНИИССОК, при производстве хлебобулочных изделий с высоким содержанием инулина, фруктозы, клетчатки и золы для функционального питания больных сахарным диабетом.
Якон сорт Юдинка (Polymnia sonchifolia L.) Якон (Polymnia sonchifolia Poeppig et Endlicher) может служить источником фруктозы, потенциально являясь диетической пищей, содержащим в своих крупных, мясистых корневых клубнях комплекс малокалорийных полисахаридов. Сотрудниками ВНИИССОК выведен первый отечественный сорт якона Юдинка, который акклиматизирован в условиях России и внесен в Госреестр сортов РФ.
Рис.3. Гранулированные листья якона. Рис. 4. Порошок из корневых клубней якона.
Образцы белого хлеба: 1 - контроль; 2,3,4- с внесением полуфабриката якона соответственно 3,5; 7 и 10,5% от массы муки
Разработаны технические условия на пюре Якона, содержащее следующие разделы: 1. Область применения 2. Нормативные ссылки 3. Технические требования 3.1. Основные показатели и характеристика 3.2. Требования к сырью 3.3. Маркировка 3.4. Упаковка 4. Правила приёмки 5. Методы контроля 6. Транспортирование и хранение.
Разработана технология выделения водорастворимого пектина и протопектина из плодов дайкона и физалиса овощного с хорошими физико-химическими показателями: высокоэтерифицированный (до 70%), высокомолекулярный (35-40 кДа) и соответствует ГОСТ на пищевой пектин. Строение пектиновых полисахаридов подтверждено методами ИКС и ЯМР 13 С.
В целом по данной проблеме опубликовано более 400 работ, в том числе 25 книг и монографий, раскрывающих физиолого-биохимические основы интродукции и селекции овощных культур на повышенное содержание биологически активных веществ и антиоксидантов, получено 90 авторских свидетельств и патентов на изобретения, интродуцировано в отечественное растениеводство 40 новых овощных культур, на базе которых создано 90 сортов и гибридов.
СПАСИБО СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ ! ЗА ВНИМАНИЕ ! Ешьте больше овощей - будете здоровы